Үзүлмө үлгү алуу (disjunct sampling) — үзгүлтүксүз убакыт катарынын баарын эмес, белгилүү аралыктарда алынган өлчөөлөрдү колдонгон жана ошондуктан өлчөөлөрдүн ортосундагы айрым жогорку маанилер көз жаздымда калышы мүмкүн болгон үлгү алуу ыкмасы. Бул изилдөө конструкцияларды долбоорлоодо колдонулган экстремалдуу синоптикалык масштабдагы орточо шамал ылдамдыктарын баалоодо үлгү алуу аралыгынын жана орточолоштуруу узактыгынын жараткан четтөөлөрүн карайт. Изилдөөнүн биринчи этабы АКШнын континенттик бөлүгүндөгү жакшы экспозициялуу 642 Automated Surface Observation System (ASOS) станциясынан алынган, 1 мүнөттүк аралыктар менен катталган 2 мүнөттүк орточо шамал ылдамдыктарынын узак мөөнөттүү байкоолоруна негизделет. Экинчи этапта Rayleigh бөлүштүрүлүшүнө жана von Kármán автокорреляциясына ээ 1000 жылдык синтетикалык шамал убакыт катарлары колдонулуп, үлгү алуу аралыгынын, орточолоштуруу узактыгынын, интегралдык убакыт масштабынын жана кайталануу мезгилинин биргелешкен таасири параметрдик түрдө изилденет.

Изилдөөнүн негизги жыйынтыгы — үзүлмө үлгү алуу үчүн түзөтүү коэффициенти \(f_\Delta\) үлгү алуу аралыгынын орточолоштуруу узактыгына болгон катышы \(\Delta=t_\Delta/\bar t\) менен гана аныкталбайт. Түзөтүү ошондой эле шамал убакыт катарынын корреляциялык эс тутумун билдирген интегралдык убакыт масштабына \(T\), анын орточолоштуруу узактыгына болгон катышы \(\lambda=T/\bar t\) жана каралып жаткан экстремалдуу маанинин кайталануу мезгилине \(R\) көз каранды. Симуляциялардан алынган ушул үч көз карандылык Теңдеме (10) ичинде бир аналитикалык туюнтмага бириктирилген.

642 ASOS станциясынын 50 жылдык кайталануу мезгили боюнча талдоосунда 10 мүнөттүк орточо шамал ылдамдыктарын 1 мүнөттүк үлгү алуу эталонуна өткөрүү үчүн Rayleigh \(w=2\) ыкмасы колдонулганда, орточо түзөтүү коэффициенттери 10, 30, 60 жана 180 мүнөттүк үлгү алуу аралыктарында тиешелүүлүгүнө жараша болжол менен 1,021; 1,053; 1,076 жана 1,112 деп табылган. Сааттык орточо шамал ылдамдыктарында ошол эле үлгү алуу аралыктары үчүн таасирлер кыйла кичине: болжол менен 1,002; 1,009; 1,017 жана 1,039. Башкача айтканда, кыска орточолоштуруу узактыгы менен сейрек үлгү алууну чогуу колдонуу көз жаздымда калган чоку орточо ылдамдыктарга көбүрөөк сезгич.

Сааттык орточодон 10 мүнөттүк орточого өтүү үчүн ASOS экстремалдуу маанилер талдоосунда \(w=2\) колдонулганда бардык станциялар үчүн орточо \(f_{\bar t}=1,117\pm0,0461\), ал эми %5–95 ишеним чегинен тышкаркы станциялар чыгарылганда \(1,112\pm0,0368\) алынган. Бирок изилдөө бул сандарды универсалдуу туруктуулар катары сунуштабайт. Негизги жыйынтык тескерисинче: шамал климаты жана интегралдык убакыт масштабы географияга жана метеорологиялык компонентке жараша өзгөргөндүктөн, бүт дүйнө үчүн бир эле \(f_\Delta\) түзөтүү коэффициентин колдонууга болбойт.

Изилдөөнүн чечмелөө чеги маанилүү. Талдоо өзгөчө синоптикалык масштабдагы шамал окуяларына багытталган; урагандар/тропикалык циклондор жана классификациялоого мүмкүн болгон конвективдүү шамал окуялары байкоо маалыматтарынан чыгарылган. Мындан тышкары, негизги параметрдик модель \(w=2\) Rayleigh бөлүштүрүлүшүнө негизделет жана аралаш шамал климатында бир метеорологиялык компонент үстөмдүк кылганда же аралаш компоненттерди бири-биринен бөлүүгө мүмкүн болгондо колдонуу үчүн каралган. Бул изилдөө кайсы бир өлкө үчүн түздөн-түз жаңы долбоордук шамал картасын же нормативдик маанини чыгарбайт.

Маселе эмнеде: өлчөө бар, бирок чоку маани өлчөөлөрдүн арасына түшүп калышы мүмкүн

Метеорологиялык станциялар шамалды физикалык жактан үзгүлтүксүз сезе алса да, архивге киргизилген стандарттык отчеттордун баары үзгүлтүксүз убакыт катары эмес. Дүйнөлүк Метеорология Уюмунун стандарттарында 10 мүнөттүк орточо шамал ылдамдыктары көп учурда сааттык же жарым сааттык отчеттор менен архивделиши мүмкүн. Эгер саатына бир гана 10 мүнөттүк орточо сакталса, эки отчеттун ортосунда калган болжол менен 50 мүнөттүк бөлүк архивдеги катарда көрсөтүлбөйт. Чыныгы эң жогорку 10 мүнөттүк орточо ушул боштуктардын биринде пайда болсо, экстремалдуу маанилер талдоосу аны такыр көрбөйт.

Орточолоштуруу узактыгы менен үлгү алуу аралыгы бир эле түшүнүк эмес. Орточолоштуруу узактыгы \(\bar t\) бир отчеттолгон шамал ылдамдыгы канча мүнөттүк убакыт терезесинин орточосу экенин көрсөтөт. Үлгү алуу аралыгы \(t_\Delta\) болсо бул орточолор канча мүнөт сайын архивделерин көрсөтөт. Мисалы, 10 мүнөттүк орточо шамал ылдамдыгы саатына бир жолу отчеттолсо, \(\bar t=10'\), \(t_\Delta=60'\) болот.

Үзүлмө Үлгү Алуу Эмне Үчүн Экстремалдуу Шамал Ылдамдыгын Төмөн Көрсөтүшү Мүмкүн?

Үзүлмө үлгү алуу чыныгы эң жогорку жылма орточо үлгү алуу учурларынын ортосуна түшүп калышы мүмкүн болгондуктан, экстремалдуу орточо шамал ылдамдыгын төмөн көрсөтүшү мүмкүн. Тобокелдик үлгү алуу аралыгынын узундугуна гана көз каранды эмес; шамалдын убакыт боюнча корреляциясын канча убакыт сакташы, колдонулган орточолоштуруу терезеси жана бааланып жаткан кайталануу мезгили да чоку маанилердин өткөрүлүп кетүү ыктымалдыгын жана керектүү түзөтүүнүн чоңдугун өзгөртөт.

Теңдеме (1): үзүлмө үлгү алуу катышы

Теңдеме (1): \(\displaystyle \Delta=\frac{t_\Delta}{\bar t}\)

Бул жерде \(t_\Delta\) — үлгү алуу аралыгы, \(\bar t\) — орточолоштуруу узактыгы. Эки убакыт тең бир эле бирдикте колдонулушу керек. \(\Delta\) өлчөмсүз.

• \(\Delta>1\): үзүлмө үлгү алуу; үлгүлөрдүн арасында орточолоштуруу терезесинен узун боштук бар.
• \(\Delta=1\): жанаша үлгү алуу; орточолоштуруу терезелери учтан-учка келет.
• \(\Delta<1\): ашыкча/тыгыз үлгү алуу; жылма орточолор бири-бири менен кабатташат.

ASOSтун 1 мүнөттүк жазуулары үчүн 10 мүнөттүк орточодо \(\Delta=1/10\), 60 мүнөттүк орточодо \(\Delta=1/60\). Изилдөө муну чыныгы математикалык үзгүлтүксүздүк катары эмес, бар болгон байкоо маалыматтарынын ичинде үзгүлтүксүздүккө эң жакын эталон катары колдонот.

Мурунку изилдөөлөр эмне үчүн бир түзөтүү коэффициенти боюнча бир пикирге келе алган эмес?

Изилдөөнүн адабияттарды карап чыгуусунда бирдей же окшош үлгү алуу шарттары үчүн ар башка түзөтүү коэффициенттери билдирилгени көрүнөт. Мисалы, 10 мүнөттүк орточо жана сааттык үлгү алуу үчүн мурунку изилдөөлөр болжол менен 1,03–1,076 аралыгындагы маанилерди берген. Изилдөө бул айырманы статистикалык ызы-чуу менен гана түшүндүрбөйт; ар башка аймактардын шамал климаты ар башка убакыт масштабдарына ээ болушу мүмкүн экенин негизги түшүндүрмөлөрдүн бири катары сунуштайт.

Мурунку бир изилдөө колдонгон жабык форма төмөнкүдөй берилген:

Теңдеме (2): \(\displaystyle f_\Delta=[1-a\ln(\Delta)]^{-1/b},\quad \Delta\ge1\)

Бул жерде \(a\) жана \(b\) — эмпирикалык коэффициенттер. Учурдагы изилдөөнүн сыны эки пунктка негизделет: бул формуланын \(f_\Delta=1\) эталону \(\Delta=1\), башкача айтканда жанаша үлгү алуу катары коюлган; ошондой эле чыныгы үзгүлтүксүз чектөөгө \(\Delta\rightarrow0\) жакындаганда талап кылынган чектик жүрүм-турумду камсыз кылбайт. Ошондуктан учурдагы изилдөө кийин \(\Delta\rightarrow0\) болгондо \(f_\Delta\rightarrow1\) боло турган башка функцияны колдонот.

Интегралдык убакыт масштабы \(T\) деген эмне?

Интегралдык убакыт масштабы \(T\) — шамал убакыт катарынын автокорреляциясынын убакыт огундагы мүнөздүү масштабы. Жөнөкөйлөштүрүп айтканда, шамал ылдамдыгынын мурунку маанилери келечектеги маанилер менен канча убакытка чейин маңыздуу байланышта болорун көрсөткөн убакыт масштабы. \(T\) кичине болсо, катар тезирээк декорреляцияланат; \(T\) чоң болсо, шамал жүрүм-турумунун убакыттык эс тутуму узагыраак болот.

Изилдөө автоковариацияларды 60 мүнөттүк кайра үлгү алуудан кийин эки жылга чейинки кечигүүлөр үчүн баалап, күндөлүк/жылдык гармоникаларды heterodyning ыкмасы менен бөлгөндөн кийин von Kármán (vK) жана bandwidth-limited pink noise (BLPN) моделдерине ылайыкташтырат. Эки модель, өзгөчө нөл кечигүүгө жакын тез төмөндөө аймагында, бири-бирине өтө жакын натыйжаларды бергендиктен, экинчи этаптагы узак симуляцияларда жөнөкөй vK модели тандалган.

Булак ичиндеги эскертүү: Изилдөөнүн 3.2-бөлүмүнүн текстинде эки жылдык кечигүү терезеси түшүндүрүлүп жатканда кибирек жылдардын орточосу үчүн “356,25 күн/жыл” мааниси жазылган. Бул сан календардык 365,25 менен дал келбейт. Verianla бул билдирүүнү унчукпай өзгөртпөйт жана аны изилдөөнүн жаңы жыйынтыгы катары колдонбойт.

Убакыт масштабынын катышы \(\lambda\)

Симуляция этабында интегралдык убакыт масштабы өзүнчө эмес, орточолоштуруу узактыгына салыштырылып өлчөмсүз түрдө колдонулат:

\(\displaystyle \lambda=\frac{T}{\bar t}\)

\(\lambda\) шамалдын мүнөздүү корреляция узактыгы колдонулган орточолоштуруу терезесине салыштырмалуу канчалык узун экенин көрсөтөт. Мисалы, булактагы номенклатура мисалы боюнча \(T=12\) саат жана \(\bar t=10\) мүнөт болсо, бирдей убакыт бирдиктерине өткөрүлүп \(\lambda=(12\times60)/10=72\) алынат.

Weibull бөлүштүрүлүшү эмне үчүн колдонулат?

Байкалган оң шамал ылдамдыктарынын негизги бөлүштүрүлүшүн сүрөттөө үчүн классикалык Weibull бөлүштүрүлүшү колдонулган. Масштаб параметри \(C\) ылдамдык масштабын, ал эми форма параметри \(w\) бөлүштүрүлүштүн формасын жана өзгөчө экстремалдуу маанилердин бөлүштүрүлүшүнө жакындашуу жүрүм-турумун аныктайт.

Теңдеме (3): \(\displaystyle P\{V\}=1-\exp\left[-\left(\frac{V}{C}\right)^w\right]\)

Булакта \(P\{V\}=P\{V<v\mid v>0\}\) түрүндө, тынч шамал учурлары чыгарылгандан кийинки кумулятивдик ыктымалдык катары аныкталат.

Weibull туюнтмасы регрессия менен баалануу үчүн сызыктуу формага өткөрүлөт:

Теңдеме (4): \(\displaystyle \ln[-\ln(1-P)]=w\ln(V)-w\ln(C)\)

Бул сызыктуу көрсөтүүдө ылдый-өйдө ыктоо \(w\) ни, кесилиш болсо \(C\) ни аныктоо үчүн колдонулат. Boston KBOS мисалында ылайык келүү абдан жакшы; бирок изилдөө бардык станциялар бирдей деңгээлде жакшы Weibull ылайык келүүсүн көрсөтпөй турганын ачык айтат.

642 станциянын бөлүштүрүлүшүндө орточо \(w\) мааниси орточолоштуруу узактыгы өскөн сайын көбөйгөн. XIMIS колдонмосунда 10 мүнөт үчүн станциялар аралык орточо болжол менен \(1,7\), 60 мүнөт үчүн болжол менен \(1,8\) колдонулган; мындан тышкары теориялык Rayleigh мааниси \(w=2\) өзүнчө текшерилген.

XIMIS деген эмне жана эмне үчүн тандалган?

XIMIS (Extended Improved Method of Independent Storms) — экстремалдуу шамал ылдамдыктарын Fisher–Tippett Type 1/Gumbel чектик бөлүштүрүлүшүнө толук эмес жакындашууну эске алып баалоочу экстремалдуу маанилерди талдоо ыкмасы. Изилдөө мурдагы ишенимдүүлүк салыштыруусуна таянып, ушул контекст үчүн XIMISти тандаган.

XIMISтин булакта колдонулган penultimate Gumbel көрсөтүлүшү төмөнкүдөй:

Теңдеме (5): \(\displaystyle \Phi\{y\}=\exp[-\exp(-y)],\qquad y=\frac{V^w-U^w}{d^w}\)

Бул жерде \(y\) — редукцияланган өзгөрмө, \(U\) — мода параметри, \(d\) — бөлүштүрүү/dispersion параметри жана \(w\) — негизги Weibull бөлүштүрүлүшүнүн форма индекси. \(V^w\) өзгөртүүсү Weibull негизги бөлүштүрүлүшүн Gumbelдин жогорку куйругуна тезирээк жакындаган түзүлүшкө алып келүү үчүн алдын ала шарттоо милдетин аткарат.

Көз карандысыз чокуларды тандоо да маанилүү. Изилдөө ар бир жогорку чекит көз карандысыз деп кабыл албайт. Davenport–Rice ыкмасын колдонуп, орточо деңгээлдин удаалаш жогору/төмөн кесилиштеринин арасындагы эң чоң маанини бир көз карандысыз чоку катары тандайт. Ошентип бир эле метеорологиялык чокунун жанындагы экинчи даражадагы максимумдар өзүнчө көз карандысыз окуялар катары саналбашы камсыздалат.

Автоматтык XIMIS ылайыкташтыруусунда сол цензуралоо чеги эң көп дегенде 50 тартипти, башкача айтканда байкоо мезгилинин болжол менен 2,5 эсесин кабыл ала турган, бирок көз карандысыз чокулардын жарымынан көбүн камтыбай тургандай коюлган. Бул автоматташтыруу жүздөгөн станциялар жана көп сандагы кайра үлгү алынган кичи топтомдор үчүн талап кылынган өтө көп сандагы ылайыкташтырууларды жүргүзүүгө мүмкүндүк берген.

Ыктымалдык боюнча эскертүү: Булак бир жерде \(R=50\) жыл үчүн \(\Phi=1-1/R=0,98\) маанисин “annual probability of exceedance” деп атайт. \(1-1/R\) туюнтмасы математикалык жактан Gumbel/CDF контекстиндеги ашпоо ыктымалдыгына туура келет; жылдык ашуу ыктымалдыгы \(1/R\). Ошондуктан Verianla тексти булактагы терминологиялык чыңалууну жашырбайт жана Теңдеме (5) ичиндеги \(\Phi\) ни кумулятивдик бөлүштүрүү функциясынын контекстинде чечмелейт.

Байкоо талдоосунан симуляцияга өтүү

ASOS маалыматтары кандай иштетилген?

Изилдөө мурда сапат контролунан өткөн ASOS байкоолорун кайра колдонгон. Станциялардын баары аэропорттордо жайгашкан жана WMO экспозиция категориясы 1 же 2 болгон жакшы экспозициялуу 642 станция тандалган. Жазуунун башталышы станцияга жараша болжол менен 2000–2003 аралыгында өзгөрөт, талдоо болсо 2023-жылга чейин созулат; ошондуктан типтүү станциялык жазуу болжол менен 20 жыл.

Урагандан келип чыгышы мүмкүн болгон байкоолор кургактыкка чыгуу борборунун үч күндүк аралыгында чыгарылган. Мурда классификацияланган маалымат топтомундагы 20 kn дан жогору конвективдүү шамал окуялары жана метеорологиялык эмес артефакттар чоку ылдамдыктын борборундагы 60 мүнөттүк терезеде чыгарылган. Кийинки экстремалдуу маанилер талдоосу 642 станциянын 74үндө кошумча мүмкүн болгон артефакттарды же ички аймактарга жеткен ураган окуяларын көрсөткөндө, алар кол менен текшерилген.

1 мүнөттүк аралыктагы 2 мүнөттүк ASOS орточолоруна 10 жана 60 мүнөттүк жылма блоктук орточолор колдонулуп, андан кийин катар 10, 30, 60 жана 180 мүнөттүк аралыктарда кайра үлгү алынган. Колдо болгон маалыматты көбөйтүү үчүн үлгү алуунун баштапкы чекити 1 мүнөттүк кадамдар менен жылдырылган. Мисалы, 60 мүнөттүк үлгү алуу 60 ар башка, бирок өз ара корреляцияланган кичи катар берген.

Четтеги экстремалдуу маанилер кандай каралган?

XIMIS ылайыкташууларынын %95 жогорку ишеним чегинен ашкан жыйынтыктар 74 станцияда, башкача айтканда станциялардын болжол менен %12синде байкалган. Алардын көбү ката жазуулар, 20 kn чегинен төмөн конвективдүү шамалдар же мурдагы сапат контролунан өтүп кеткен окуялар катары бааланып, чыгарылган. Тазалоодон кийин 10 мүнөттүк орточолордо 20 станцияда болжол менен %3 үлүшүндө чыныгы жалгыз кыска мөөнөттүү/мезомасштабдык чет окуялар калган; 60 мүнөттүк орточо бул окуяларды басаңдаткандыктан саны 5 станцияга, болжол менен %1ге чейин азайган. Бул чыныгы окуялар өчүрүлгөн эмес жана XIMISтин тескери дисперсиялык салмактоосу менен бааланган.

Weibull индексинин географиялык түзүлүшү

10 жана 60 мүнөттүк орточолорго тиешелүү станциялык \(w\) маанилеринин географиялык үлгүлөрү бири-бирине абдан окшош деп табылган. Изилдөө эки картанын ортосунда болжол менен %98 корреляция жана 0,042 стандарттык ката бар экенин билдирет. Бул орточолоштуруу узактыгы өзгөрсө да станциялар арасындагы салыштырмалуу Weibull түзүлүшүнүн айырмасы негизинен сакталат дегенди билдирет.

BLPN өчүү индекси үчүн бардык станциялардын орточосу болжол менен 1,53. Чыгыш станциялардын бөлүштүрүү орточосу von Kármánдын туруктуу \(5/3\) маанисинен айырмаланбаганы менен, батышта орточо төмөнүрөөк. Ошол эле учурда vK жана BLPN интегралдык убакыт масштабдары АКШнын чыгыш бөлүгүнүн болжол менен үчтөн экисинде %2ден аз, жалпы аймакта болсо көбүнчө %10дон аз айырма көрсөткөн. Бул жакындык параметрдик этапта жөнөкөй vK моделин колдонуунун негиздемеси болуп саналат.

50 жылдык экстремалдуу маани \(w\) ге канчалык сезгич?

Станцияга тиешелүү \(w\), станциялар аралык орточо \(w\) жана Rayleigh \(w=2\) менен алынган 50 жылдык кайталануу шамал ылдамдыктары салыштырылганда корреляция коэффициенти төртүнчү ондук белгиге чейин 1ге жакын болуп, ылайыкташуу ылдый-өйдө ыктоосу болжол менен %0,6 өлчөмүндө бирдик сызыгынан жогору калган. Булак муну болжол менен 20 жылдык байкоо узактыгында \(w\) дөгү өзгөрүү ылайыкташуу ийри сызыгын 50 жылдык кайталануу мезгилине жакын бир чекиттин айланасында бурушу менен түшүндүрөт.

Теңдеме (6): ASOS байкоолорунан алынган эмпирикалык үлгү алуу модели

ASOS байкоолорунда ар башка орточолоштуруу узактыктарына тиешелүү жыйынтыктар \(\Delta\) боюнча гана толук бирикпей турганы көрүлгөн. Ошого карабастан, байкоодогу тенденцияны түшүндүрүү үчүн төмөнкү форма колдонулган:

Теңдеме (6): \(\displaystyle \langle f_\Delta\rangle=1+A\ln(1+B\Delta)\)

Форманын маанилүү өзгөчөлүгү — \(\Delta\rightarrow0\) болгондо \(f_\Delta\rightarrow1\) чегине жакындашы. Бул чыныгы үзгүлтүксүз үлгү алуу чегин Теңдеме (2) ге караганда ылайыктуураак көрсөтөт.

Теңдеме (6) каралган үлгү алуу аралыктарында 1 мүнөттүк эталонго өткөрүү үчүн болжол менен жарым сааттыкта 1,050, сааттыкта 1,072 жана 3 сааттыкта 1,113 маанилерин берген.

Бирок 12-сүрөттүн негизги билдирүүсү мындан да маанилүү: 10 жана 60 мүнөттүк орточолорго тиешелүү \(f_\Delta\) маанилери жылдык максимумда кабыл алына турган деңгээлде бириксе, кайталануу мезгили 1000 жылга жеткенде биригүү абдан начарлайт. Бул \(\Delta\) жалгыз башкаруучу параметр боло албасын түздөн-түз көрсөткөн.

1 мүнөттүк эталон чындап эле толук үзгүлтүксүзбү?

Жок. Изилдөө 1 мүнөттүк ASOS үлгү алуусун чыныгы \(t_\Delta=0\) үзгүлтүксүздүгүнө жөн гана өкүл катары колдонот. Теңдеме (6) аркылуу жүргүзүлгөн биринчи тартиптеги баалоодо 50 жылдык кайталануу мезгили үчүн 1 мүнөттөн чыныгы үзгүлтүксүз чекке кошумча түзөтүү 10 мүнөттүк орточодо болгону болжол менен 1,00290, 60 мүнөттүк орточодо болсо 1,00050. Бул кичине айырма себептүү байкоо моделин итерациялык түрдө кайра калибрлөө керек деп табылган эмес.

Булакта \(f_\Delta\) катышынын багыты боюнча эскертүү

4.1.4-бөлүмдүн текстинде \(f_\Delta\) үчүн басылган катыш \(V\{t_\Delta\}/V\{t_\Delta=1'\}\) түрүндө. Бирок ошол эле бөлүмдөгү 2-таблица, Теңдеме (6), кийинки симуляция модели жана “сейрек үлгү алуудан тыгыз/үзгүлтүксүз үлгү алууга түзөтүү” түшүндүрмөсү \(f_\Delta>1\) маанилерин колдонот. Verianla бул жазма багыттагы шайкеш эместикти жашырбайт; таблицалар жана кийинки теңдемелер колдонгон операциялык маанини, башкача айтканда сейрек үлгү алуу өткөрүп жиберген экстремалдуу маанини тыгыз эталонго өткөрүүдө колдонулган түзөтүү коэффициентин түшүндүрөт.

1000 жылдык Rayleigh симуляциясы кантип түзүлгөн?

Параметрдик этапта эсептөө чыгымы менен физикалык чагылдыруунун ортосунда тең салмак түзүү үчүн \(w=2\) Rayleigh ыкмасы тандалган. Rayleigh убакыт катары бири-бирине тик эки Gaussian убакыт катарынын жыйынтыктык чоңдугу катары түзүлүшү мүмкүн. Изилдөө талап кылынган vK автокорреляциясын адегенде ортогоналдык Gaussian корреляциясына айлантып, андан соң Yule–Walker теңдемелери аркылуу autoregressive (AR) фильтр коэффициенттерин эсептеген. Бул фильтрлер эки Gaussian кокустук агымына колдонулуп, талап кылынган интегралдык убакыт масштабына ээ Rayleigh бөлүштүрүлүшүндөгү убакыт катары түзүлгөн.

Ар башка интегралдык убакыт масштабдарын жана орточолоштуруу узактыктарын түз салыштырууга мүмкүн болушу үчүн ар бир сценарийде бир эле баштапкы Gaussian агымдары колдонулган. Симуляцияланган ылдамдыктар бирдиктик орточого нормалдаштырылган.

1000 жылдык жазуу чыныгы байкоо узактыктарын туураш үчүн 10, 20, 50 жана 100 жылдык көз карандысыз блокторго бөлүнгөн. Мисалы, \(O=20\) жыл жана \(t_\Delta=60'\) учурда 50 көз карандысыз топтомдун ар бири 60 корреляцияланган кичи топтомго бөлүнүп, жалпысынан 3000 XIMIS ылайыкташуусу талап кылынган.

Байкоо мезгили \(O\) нун жыйынтыкка таасири өтө кичине деп табылган. 10 мүнөттүк жанаша үлгү алуу үчүн 10, 20, 50 жана 100 жылдык блоктордон алынган 50 жылдык кайталануу ылдамдыктары каралган \(T\) маанилеринде болжол менен төртүнчү маанилүү цифрага чейин бири-бирине барабар. Ошондуктан кийинки талдоодо \(O\) боюнча ансамблдик орточо алынган.

Орточолоштуруу интегралдык убакыт масштабын кантип өзгөртөт?

Симуляция адегенде көз ирмемдик маанилерди 1 мүнөттүк аралыктарда түзүп, андан кийин \(\bar t\) узактыгындагы жылма блоктук орточо фильтрди колдонгон. Орточолоштуруу жогорку жыштыктагы өзгөрүүлөрдү басаңдаткандыктан, алынган интегралдык убакыт масштабын максаттуу мааниден бир аз жогору жылдырат. Мисалы, максат \(T=3\) саат болгондо симуляцияланган \(T\), тиешелүүлүгүнө жараша \(\bar t=0',2',10',60'\) үчүн 3,16; 3,20; 3,31 жана 3,72 саат болгон. Максат \(T=48\) саатта ошол эле маанилер 47,72; 47,80; 48,05 жана 48,88 саат. Салыштырмалуу таасир кыска интегралдык убакыт масштабдарында айкыныраак.

Теңдеме (7): \(\lambda\) түзөтүүнүн масштабын кантип өзгөртөт?

Rayleigh симуляцияларында Теңдеме (6) формасы сакталган, бирок практикалык \(6\le\lambda\le72\) аймагында форма коэффициенти \(B\) болжол менен туруктуу деп табылган. \(B=0,144\) медианалык мааниге бекитилгенден кийин масштаб коэффициенти \(A\) \(\lambda\) менен өтө туруктуу даражалуу мыйзамга ылайык келген:

Теңдеме (7): \(\displaystyle A\{\lambda,R=50\,\mathrm{y}\}=0.3773\,\lambda^{-0.3184}\)

Даража терс болгондуктан \(\lambda\) чоңойгон сайын \(A\) кичирейет. Математикалык жактан бул интегралдык убакыт масштабы орточолоштуруу терезесине салыштырмалуу узун болгон шарттарда ошол эле \(\Delta\) үчүн үлгү алуу түзөтүүсүнүн масштаб компоненти азаярын билдирет. Бул түшүндүрмө булактагы теңдеменин математикалык жүрүм-туруму; жаңы талаалык жыйынтык эмес.

Булакта \(\lambda=1,5\) мисалынын ылайык келүүсү начар. Бул өтө узун орточолоштуруу терезесин өтө кыска интегралдык убакыт масштабы менен бириктирип, шамал термелүүлөрүнүн болжол менен үчтөн экисин фильтрлеп жиберген жана реалдуу практикалык байкоолордо кездешпейт деп айтылган четки комбинация. \(\lambda\ge6\) үчүн ылайык келүүлөр жакшы деп табылган.

16-сүрөт боюнча булак ичиндеги эскертүү: 16-сүрөттүн түшүндүрмөсүндө кызыл ийри сызыктар “Теңдеме (7) ге эң жакшы ылайык келүү” деп жазылган; бирок дароо кийинки текст бул ийри сызыктар так Теңдеме (6) га ылайыкташтыруулар экенин айтат жана Теңдеме (7) барактын уландысында \(A(\lambda)\) үчүн өзүнчө даражалуу мыйзам катары аныкталат. Verianla бул карама-каршылыкты унчукпай жок кылбайт.

Кайталануу мезгили түзөтүүгө кандай таасир берет?

Ар башка \(R\) маанилериндеги \(f_\Delta-1\) ашыкча бөлүгү 50 жылдык эталондук мааниге салыштырмалуу \(C\) масштаб коэффициенти менен көрсөтүлгөн:

Теңдеме (8): \(\displaystyle C=\frac{f_\Delta\{\Delta,\lambda,R\}-1}{f_\Delta\{\Delta,\lambda,R=50\,\mathrm{y}\}-1}\)

Бул масштаб коэффициенти кайталануу мезгили менен төмөнкү эмпирикалык байланышка ылайык келет:

Теңдеме (9): \(\displaystyle C=1.355-0.2595\ln[\ln(R)]\)

Ошентип \(\Delta\), \(\lambda\) жана \(R\) таасирлери бир моделде бириктирилет.

Теңдеме (10) Эмнени Эсептейт жана Кайсы Шарттарда Колдонсо Болот?

Теңдеме (10) Rayleigh \(w=2\) убакыт катарлары үчүн үзүлмө үлгү алуу экстремалдуу орточо шамал ылдамдыгында жараткан түзөтүү коэффициенти \(f_\Delta\) ны; үлгү алуу катышы \(\Delta\), интегралдык убакыт масштабынын катышы \(\lambda\) жана кайталануу мезгили \(R\) бирге берилгенде эсептеген эмпирикалык аналитикалык модель. Модель бир метеорологиялык климат компоненти үстөмдүк кылганда же аралаш шамал климатын компоненттерге бөлүүгө мүмкүн болгондо колдонуу үчүн иштелип чыккан; бардык аралаш климаттарга түз колдонулуучу универсалдуу туруктуу коэффициент катары сунушталган эмес.

Теңдеме (10):

\[ f_\Delta= 1+ 0.3773\,\lambda^{-0.3184} \ln(1+0.144\,\Delta) \left[1.355-0.2595\ln(\ln R)\right] \]

1. Формула эмнени эсептейт?

Формула сейрек же үзүлмө үлгү алынган экстремалдуу орточо шамал ылдамдыктарын тыгыз/үзгүлтүксүз үлгү алуу эталонуна өткөрүүдө колдонулган өлчөмсүз \(f_\Delta\) түзөтүү коэффициентин моделдейт.

2. Өзгөрмөлөр кайсылар?

3. Бирдиктерди кантип колдонуу керек?

\(\Delta\) жана \(\lambda\) өлчөмсүз катыштар; ошондуктан алым менен бөлүм бирдей убакыт бирдигине өткөрүлүшү керек. Эгер \(T\) саатта, \(\bar t\) мүнөттө берилсе, түздөн-түз бөлүүгө болбойт.

4. Математикалык ролу кандай?

\(\ln(1+0.144\Delta)\) мүчөсү үлгү алуунун сейректигинин таасирин берет. \(\lambda^{-0.3184}\) мүчөсү бул таасирди интегралдык убакыт масштабына жараша масштабдайт. Акыркы төрт бурчтуу кашаа кайталануу мезгилине жараша ашыкча бөлүктү кайра масштабдайт. Туруктуу 1 болсо түзөтүү жок идеалдуу чекке салыштырмалуу базалык маани.

5. Физикалык мааниси кандай?

Бир эле үлгү алуу аралыгы бардык шамал климаттарында бирдей өлчөмдө чокуну өткөрүп жибербейт. Шамал бир нече саат бою күчтүү корреляция көрсөткөн климат менен өмүрү кыскараак метеорологиялык компоненттер үстөмдүк кылган климаттын убакыт катарларынын түзүлүшү ар башка. \(\lambda\) ушул айырманы моделге киргизет.

6. Кайсы шарттарда жарактуу?

Калибрлөө 1000 жылдык \(w=2\) Rayleigh симуляцияларына жана vK автокорреляциясына негизделген. Булак моделди бир шамал климат компоненти үстөмдүк кылса же аралаш климат компоненттери бөлүнсө ылайыктуу деп эсептейт. \(\lambda=1,5\) сыяктуу практикадан тышкаркы четки шартта ылайык келүү начар экени ачык көрсөтүлгөн. Модель булакта текшерилбеген параметр диапазондоруна чексиз экстраполяция үчүн ырасталган эмес.

7. Жыйынтыкты кантип чечмелөө керек?

Симуляциядан чыгарылган Теңдеме (10) өзүнүн калибрлөө маанилерине салыштырмалуу болжол менен %0,4 божомол катасын көрсөткөн. Q-Q салыштыруусунда 2000ден ашык маанинин болжол менен 20сы көрүнүктүү чет чекит болуп саналат; булак муну болжол менен %1 деп билдирет. Бул абдан жакшы ички ылайык келүү модель реалдуу дүйнөдөгү бардык аралаш шамал климаттарында автоматтык түрдө ошол эле тактыкта иштейт дегенди билдирбейт.

Орточолоштуруу коэффициенти \(f_{\bar t}\)

ASOS талдоосунда сааттык орточодон 10 мүнөттүк орточого өтүү үчүн \(w=2\) менен 50 жылдык кайталануу маанилеринин станциялар аралык орточосу \(1,117\pm0,0461\). %5–95 ишеним чегинен тышкаркы станциялар чыгарылганда маани \(1,112\pm0,0368\) ге төмөндөйт.

Жогорку чектерде байкоолордун саны азайгандыктан статистикалык дисперсия чоңоёт. Ошондуктан 60 kn сабындагы чоңураак стандарттык четтөөлөрдү географиялык айырма катары гана түшүндүрүүгө болбойт.

Теңдеме (11): сааттык орточодон 10 мүнөттүк орточого параметрдик өткөрүү

Rayleigh симуляцияларында \(R=50\) жыл үчүн \(T\) менен \(f_{\bar t}\) ортосундагы тенденция \(\ln[\ln(T)]\) өзгөртүүсүнөн кийин экинчи даражадагы туюнтма менен моделденген:

Теңдеме (11): \(\displaystyle f_{\bar t}=D+E\ln[\ln(T)]+F\{\ln[\ln(T)]\}^2\)

Булактын 21-сүрөтүндө \(T\) огу саат менен берилген. Бул теңдеме белгилүү \(R=50\) жыл жана каралган үлгү алуу аралыктары үчүн эмпирикалык ылайык келүү; Теңдеме (10) нун жалпы ролун алмаштыра турган өз алдынча универсалдуу мыйзам эмес.

Теңдеме (12): орточолоштуруу коэффициенти эмне үчүн \(f_\Delta\) дан чыгарылышы мүмкүн?

Изилдөө бирдей \(t_\Delta\) жана \(R\) үчүн орточолоштуруу коэффициентин үзгүлтүксүз/көз ирмемдик эталон аркылуу эки үлгү алуу коэффициентинин катышына бөлөт:

Теңдеме (12):

\[ f_{\bar t}\{\bar t=60'\rightarrow10'\} = \frac{\overline V\{\bar t=10'\}}{\overline V\{\bar t=60'\}} = \frac{\overline V\{\bar t=10'\}}{\overline V\{\bar t=0\}} \times \frac{\overline V\{\bar t=0\}}{\overline V\{\bar t=60'\}} = \frac{f_\Delta\{\bar t=10'\}}{f_\Delta\{\bar t=60'\}} \]

Бул теңдештик Теңдеме (10) үлгү алуу аралыгынын түзөтүүсүн гана эмес, ылайыктуу катыштоо аркылуу орточолоштуруу узактыгын өзгөртүүнү да камтый ала турганын көрсөтөт.

Теңдеме (13): үлгү алынган сааттык орточодон үзгүлтүксүз 10 мүнөттүк орточого

Булактын маанилүү инженердик колдонмолорунун бири — эски сааттык орточо жазууларды үзгүлтүксүз 10 мүнөттүк орточо эквивалентке өткөрүү. Бул эки кадамдан турат: адегенде \(60'\rightarrow10'\) орточолоштуруу узактыгын өзгөртүү, андан кийин үлгү алынган маалыматтан үзгүлтүксүз чекке өтүү.

Теңдеме (13):

\[ f_{\bar t}f_\Delta= \frac{ f_\Delta^2\{\lambda=T'/10',\Delta=6\} }{ f_\Delta\{\lambda=T'/60',\Delta=1\} } \]

Булак бул туюнтмада \(T\) ни саат эмес, мүнөт менен баалоо керек экенин өзгөчө белгилейт.

Булак боюнча \(T\approx22\) саат аймагында мурда сунушталган 1,054–1,06 аралыгы сааттык үлгү алуунун таасири эске алынбагандыктан бириктирилген өткөрүүнү болжол менен %2–2,5 төмөн баалайт; жарым сааттык үлгү алуу үчүн болсо жетиштүү деп эсептелет.

Изилдөөнүн Ыкмасы жана Жыйынтыктары

Изилдөө дизайны

Изилдөө классикалык мааниде бир гана талаа эксперименти эмес. Ал эки маалымат катмарын бириктирген методологиялык шамал инженериясы жана экстремалдуу маанилерди талдоо изилдөөсү. Биринчи катмар — реалдуу ASOS метеорологиялык байкоолоруна негизделген эмпирикалык талдоо. Экинчи катмар — байкоо жыйынтыктары көрсөткөн Weibull/von Kármán түзүлүшүнө таянып түзүлгөн өтө узун Rayleigh убакыт катарларынын параметрдик талдоосу.

ASOS үзүлмө үлгү алуу коэффициенттеринин негизги жыйынтыгы

Бул таблица эки маанилүү нерсени көрсөтөт. Биринчиден, станциянын өзүнүн \(w\) маанисин, станциялар аралык орточо \(w\) ни же Rayleigh \(w=2\) ни колдонуу 50 жылдык кайталануу маанилериндеги түзөтүү коэффициенттерин кескин өзгөртпөйт. Экинчиден, бир эле үлгү алуу аралыгынын таасири 10 мүнөттүк орточодо 60 мүнөттүк орточого караганда кыйла чоң.

Симуляция моделинин ички текшерилиши

Теңдеме (10) өзү чыгарылган 1000 жылдык симуляция жыйынтыктарына каршы текшерилгенде болжол менен %0,4 божомол катасын көрсөткөн. Графикте 2000ден ашык чекит болгонуна карабастан, болжол менен 20 көрүнүктүү чет маани бар. Изилдөө катанын негизги бөлүгүн симуляцияда калган статистикалык дисперсияга, кичине бөлүгүн Теңдеме (7) деги эмпирикалык ылайык келүүгө байланыштырат.

Байкоо узактыгынын таасири

1000 жылдык симуляцияны 10, 20, 50 жана 100 жылдык байкоо блокторуна бөлүү, ансамблдин жалпы жазуу узактыгы бирдей сакталганда, бааланган 50 жылдык кайталануу ылдамдыгын дээрлик өзгөрткөн эмес. Мисалы, жанаша 10 мүнөттүк орточодо \(T=12\) саат үчүн төрт башка \(O\) маанисинде нормалдаштырылган жыйынтыктар болжол менен 12,072; 12,069; 12,068 жана 12,068 деңгээлинде. Бул жыйынтык бирдей жалпы маалымат көлөмү боюнча көп сандагы кыска көз карандысыз жазуулардын ансамблдик орточосу бир узун жазууга окшош натыйжалуулук бере аларын колдойт.

Weibull индекси \(w\) үчүн сезгичтик талдоосу

Негизги параметрдик модель \(w=2\) Rayleigh бөлүштүрүлүшүнө негизделгени менен ASOS станцияларынын маанилүү бөлүгү \(1<w<2,5\) аралыгында. А тиркемесинде бул айырманын таасири өзүнчө текшерилген.

ASOS орточосуна жакын \(w=1,7\) мааниси моделдин эталондук \(w=2\) жыйынтыгынан болжол менен %1,5 жогору жыйынтык берген. Булак стандарттык Gumbel талдоосунун айырмасын болжол менен %6 деп билдирет. А тиркемесиндеги автокорреляция өзгөртүүлөрү да \(w\) өзгөрүүсүнүн \(T\) ге таасири кичине экенин көрсөткөн. Ошондуктан автор жалпы индекс үчүн татаалыраак Harris симуляциясы практикада ар бир учурда сөзсүз талап кылынбашы мүмкүн деп баалайт.

Аралаш шамал климаты эмне үчүн негизги чектөө?

Чыныгы шамал климаты бир эле кокустук процесстен турбайт. Циклондук, антициклондук, конвективдүү жана башка метеорологиялык механизмдер ар башка убакыт масштабдарына ээ болушу мүмкүн. Изилдөө урагандарды жана аныкталган конвективдүү окуяларды тазалап, синоптикалык класска басым жасаган күндө да, калган синоптикалык климат өзү да аралаш болушу мүмкүн.

Rayleigh модели бир компонент үчүн түзүлгөн. Булак эгер бир нече компонент тиешелүү кайталануу мезгилиндеги экстремалдуу маанини аныктоо үчүн атаандашса, аралашманы адегенде компоненттерге бөлүү керектигин билдирет. Ошондуктан “бир аймактын бир эле \(T\) мааниси бар жана ал бардык экстремалдуу окуяларды чагылдырат” деген божомолду жалпылоого болбойт.

60 мүнөттүк орточолордо ASOS \(f_\Delta\) маанилери Rayleigh моделине өзгөчө төмөн кайталануу мезгилдеринде жакшы жакындаса, кайталануу мезгили чоңойгон сайын байкоо маанилери моделден төмөн калган. 10 мүнөттүк орточолордо болсо жылуу климат аймактарына карай модель–байкоо айырмасы башка багытта көбөйгөн. Автор муну 10 мүнөттүк орточолор 60 мүнөттүк орточодо басаңдатылган кыска мөөнөттүү мезомасштабдык компоненттерди жарым-жартылай камтышы менен түшүндүрөт.

Батыш аймак үчүн 10 мүнөттүк экстремалдарды эң жакшы түшүндүргөн оптималдаштырылган \(T\) байкалган жалпы убакыт масштабына жакын калган. Түндүк-чыгыш жана Түштүк-чыгыш үчүн эң жакшы ылайык келүү кыскараак \(T\) маанилерин талап кылган. Бул табылга автордун мезомасштабдык компонент түшүндүрмөсү менен шайкеш; бирок изилдөө бул компоненттердин \(T\) син түздөн-түз көз карандысыз метеорологиялык классификация аркылуу өлчөгөн эмес.

Нормативдер боюнча түшүндүрмөнү кантип окуу керек?

Автор 10 мүнөттүк орточолоштуруу узактыгы конвективдүү шамалдарды толук камтыбай да, толук чыгарып салбай да турганын жана ошондуктан айрым климаттарда көйгөйлүү орто аныктама болушу мүмкүн экенин талкуулайт. Конвективдүү шамалдар үстөмдүк кылган жерлерде 3 секунддук gust ыкмасы, ал эми синоптикалык бороон-чапкындар үстөмдүк кылган жерлерде сааттык орточо плюс gust factor ыкмасы маанилүүрөөк болушу мүмкүн экенин сунуштайт.

Бул бөлүмдү изилдөө авторунун инженердик түшүндүрмөсү катары окуу керек. Изилдөө өзүнчө Eurocodeду же башка улуттук нормативди өзгөртпөйт, жаңы милдеттүү долбоорлоо стандартын түзбөйт жана кайсы бир өлкөнүн бардык аймактары үчүн түздөн-түз колдонула турган долбоордук шамал маанилерин бербейт.

Изилдөө колдогон жыйынтыктар

• Үзүлмө үлгү алуунун таасирин \(\Delta=t_\Delta/\bar t\) менен гана түшүндүрүүгө болбойт.
• Интегралдык убакыт масштабы \(T\), демек \(\lambda=T/\bar t\), түзөтүү коэффициентинин маанилүү аныктоочусу.
• Кайталануу мезгили \(R\) көбөйгөн сайын бирдей үлгү алуу шартындагы түзөтүүнүн масштабы өзгөрөт.
• Бир гана глобалдык \(f_\Delta\) туруктуусун колдонуу илимий жактан колдоого алынбайт.
• Теңдеме (10) бир компоненттүү Rayleigh/vK симуляцияларында \(\Delta\), \(\lambda\) жана \(R\) ди бир туюнтмада ийгиликтүү бириктирет.
• ASOS байкоолору ылайыктуу интегралдык убакыт масштабы тандалганда моделдин негизги тенденцияларына шайкеш келет.
• \(w=2\) ден ASOSто байкалган \(w\) диапазонуна четтөөнүн модель жыйынтыктарына таасири каралган сезгичтик талдоосунда салыштырмалуу кичине.

Изилдөө колдобогон жалпылоолор

• Дүйнөнүн бардык аймактарында бир эле туруктуу үлгү алуу түзөтүү коэффициентин колдонууга болот деген жыйынтык колдоого алынбайт.
• 642 станциянын картага түшүрүлгөн 50 жылдык орточо ылдамдыктары АКШнын долбоордук шамал картасы катары колдонулбашы керек; ураган жана конвективдүү компоненттер камтылган эмес.
• Теңдеме (10) ду бөлүнбөгөн бардык аралаш шамал климаттарына түз колдонуу ырасталган эмес.
• 1000 жылдык синтетикалык катар 1000 жылдык чыныгы метеорологиялык байкоо эмес.
• Болжол менен %0,4 ички модель катасы бардык реалдуу талаа шарттарында %0,4 тактыкка кепилдик бербейт.
• 10 мүнөттүк жана сааттык экстремалдуу маанилер ар башка метеорологиялык компоненттерден келип чыгат деген түшүндүрмө маанилүү модель жыйынтыгы; ал бардык станциялар үчүн окуя деңгээлинде түз классификацияланган механизм далили эмес.
• Изилдөө кайсы бир өлкө үчүн жаңы милдеттүү курулуш нормативин же акыркы долбоордук коэффициентти жарыялабайт.

Негизги чектөөлөр жана ачык изилдөө муктаждыгы

Изилдөөнүн өз жыйынтык бөлүмүндөгү эң маанилүү ачык муктаждык — аралаш шамал климатында экстремалдуу маанилерди аныктаган үстөм метеорологиялык компоненттин интегралдык убакыт масштабын ишенимдүү баалай турган ыкманы иштеп чыгуу. Теңдеме (10) ду реалдуу колдонууда эң критикалык киргизүүлөрдүн бири \(T\) болгондуктан, туура эмес компоненттин \(T\) син колдонуу моделдин физикалык контекстин бузушу мүмкүн.

Экинчи маанилүү чектөө — параметрдик калибрлөө Rayleigh \(w=2\) жана vK автокорреляциясына негизделген. А тиркемесиндеги сезгичтик талдоосу байкалган \(w\) диапазонунда таасир кичине экенин колдосо да, бул бардык мүмкүн болгон негизги бөлүштүрүүлөр же бардык сезондук–күндүк аралашма түзүлүштөрү үчүн толук текшерүү эмес.

Үчүнчү чектөө — реалдуу ASOS жазуулары адатта болжол менен 20 жылдык болгондуктан, өтө узак кайталануу мезгилдеринде байкоо EVA дисперсиясынын чоңоюшу. 1000 жылдык симуляция бул параметрдик белгисиздикти изилдөө үчүн статистикалык дисперсияны азайтат; бирок симуляция чыныгы атмосферанын бардык метеорологиялык аралашма түзүлүшүн кайра жаратпайт.

Булак жана Ыкма Жөнүндө Эскертүү

Түпнуска изилдөө: Evaluating the Effects of Disjunct Sampling and Averaging Time on Extreme Synoptic-Scale Wind Speeds

Автор: Nicholas J. Cook.

Аффилиация: Independent Researcher, Highcliffe-on-Sea BH23 5DH, Dorset, UK.

Байланыш: wind@njcook.uk. Булак PDFде өзүнчө “corresponding author” деген сүйлөм ачык текст түрүндө берилген эмес; изилдөө бир авторлуу жана байланыш электрондук почтасы Nicholas J. Cook аты менен көрсөтүлгөн.

Журнал: Wind.

Басмачы: MDPI, Basel, Switzerland.

Том / номер / макала: Volume 6, Issue 3, Article 47.

DOI: 10.3390/wind6030047.

Жөнөтүлгөн күнү: 17 июль 2026.

Кайра каралган күнү: 15 август 2026.

Кабыл алынган күнү: 27 август 2026.

Жарыяланган күнү: 2 сентябрь 2026.

Булак түрү: Рецензияланган журналда жарыяланган изилдөө макаласы; жүктөлгөн PDF — жарыяланган версия.

Расмий шилтеме: https://doi.org/10.3390/wind6030047

Лицензия: Creative Commons Attribution, CC BY 4.0.

Каржылоо: Изилдөө тышкы каржылоо алган эмес.

Кызыкчылыктардын кагылышы: Автор кызыкчылыктардын кагылышы жок экенин билдирген.

Этика комитети / маалыматтандырылган макулдук: Колдонулбайт.

Маалыматтардын жеткиликтүүлүгү: Изилдөөдө колдонулган ASOS маалыматтарын NCEI Automated Surface Observing System One-Minute маалымат булагынан жүктөп алууга болот. Учурдагы талдоо/отчеттоо R скрипттерин жана иштетилген Rdata файлдарын авторго кайрылуу аркылуу алууга болору көрсөтүлгөн.

Талдоо программасы: R statistical computing language, Version 4.4.1.

Негизги ыкма: 642 ASOS станциясынын эмпирикалык убакыт катары, Weibull жана XIMIS экстремалдуу маанилер талдоосу; vK/BLPN автокорреляция баалоосу; андан кийин \(w=2\) Rayleigh бөлүштүрүлүшүндөгү, vK автокорреляциялуу 1000 жылдык синтетикалык убакыт катарларынын параметрдик талдоосу.

Негизги ыкманын чектөөсү: Акыркы аналитикалык модель бир компоненттүү Rayleigh/vK түзүлүшү боюнча калибрленген. Аралаш климаттарда үстөм метеорологиялык компоненттин интегралдык убакыт масштабы өзүнчө аныкталышы керек.

Булак ичиндеги шайкештик эскертүүсү 1: 3.2-бөлүмдө кибирек жылдар түшүндүрүлгөндө “356,25 күн/жыл” мааниси жазылган. Verianla муну булакта жок 365,25 мааниси менен унчукпай алмаштырган эмес.

Булак ичиндеги шайкештик эскертүүсү 2: 4.1.4-бөлүмдө басылган \(f_\Delta\) катышынын багыты ошол эле бөлүмдөгү 1ден чоң түзөтүү коэффициенттери жана кийинки модель колдонулушу менен шайкеш келбейт. Макалада бул абал ачык белгиленген.

Булак ичиндеги шайкештик эскертүүсү 3: 16-сүрөттүн түшүндүрмөсү кызыл ылайык келүү ийри сызыктарын Теңдеме (7) ге байланыштырса, бөлүмдүн тексти аларды Теңдеме (6) га ылайыкташтыруулар деп түшүндүрөт; Теңдеме (7) кийин \(A(\lambda)\) даражалуу мыйзамы катары берилет.

Булак ичиндеги шайкештик эскертүүсү 4: Булак \(1-1/R\) маанисин “annual probability of exceedance” деп атайт; бул терминология Теңдеме (5) де колдонулган кумулятивдик Gumbel ыктымалдыгы менен математикалык жактан толук шайкеш эмес. Verianla бул пунктту түзөтүлгөн жаңы булак жыйынтыгы катары көрсөтпөгөн.